Беспрецедентное высыхание материков, вызванное сильными засухами и чрезмерным использованием подземных вод, приводит к сокращению запасов пресной воды и повышению уровня моря.
С 2002 года континенты Земли испытывают беспрецедентную потерю пресной воды, вызванную изменением климата, нерациональным использованием подземных вод и экстремальными засухами. Новое исследование, проведенное Университетом штата Аризона, подчеркивает появление четырех “мегасушливых” регионов континентального масштаба, расположенных в северном полушарии, что имеет ошеломляющие последствия для доступности пресной воды. Автор: София Франц
Новые данные, полученные в результате изучения более чем двух десятилетий спутниковых наблюдений, показывают, что с 2002 года континенты Земли столкнулись с беспрецедентной потерей пресной воды, вызванной изменением климата, нерациональным использованием подземных вод и экстремальными засухами. Исследование, проведенное Университетом штата Аризона и опубликованное 25 июля в журнале Science Advances, подчеркивает появление четырех «мегасушливых» регионов континентального масштаба, расположенных в северном полушарии, и предупреждает о серьезных последствиях для водной безопасности, сельского хозяйства, повышения уровня моря и глобальной стабильности.
Исследовательская группа сообщает, что засушливые районы на суше ежегодно увеличиваются примерно в два раза по сравнению с Калифорнией. И скорость, с которой засушливые районы становятся все более сухими, в настоящее время опережает скорость, с которой они становятся все более влажными, что меняет устоявшиеся гидрологические закономерности.
Негативные последствия этого для доступности пресной воды ошеломляют. 75% населения мира проживает в 101 стране, которые за последние 22 года испытывали нехватку пресной воды. По данным Организации Объединенных Наций, ожидается, что население земли продолжит расти в течение следующих 50-60 лет, в то время как доступность пресной воды резко сокращается.
Исследователи определили тип потерь воды на суше и впервые обнаружили, что 68% приходится только на грунтовые воды, что в большей степени способствует повышению уровня моря, чем Гренландский и Антарктический ледяные щиты вместе взятые.
«Эти результаты, пожалуй, являются самым тревожным сигналом о влиянии изменения климата на наши водные ресурсы», — сказал Джей Фамильетти, главный исследователь исследования и профессор Global Futures в Школе устойчивого развития АГУ. «Континенты высыхают, запасы пресной воды сокращаются, а повышение уровня моря ускоряется. Последствия продолжающегося чрезмерного использования подземных вод могут подорвать продовольственную и водную безопасность миллиардов людей во всем мире. Это важный момент — нам нужны немедленные действия по обеспечению глобальной водной безопасности».
Исследователи проанализировали более чем двадцатилетние данные, полученные в ходе американо-германского эксперимента по восстановлению силы тяжести и климата (GRACE) и миссий GRACE-Follow On (GRACE-FO), чтобы выяснить, как и почему изменились запасы воды на земле с 2002 года. Наземные запасы воды включают в себя всю воду земной поверхности и растительности, почвенную влагу, лед, снег и подземные воды, хранящиеся на суше.
«Поразительно, сколько невозобновляемой воды мы теряем», — сказал Хришикеш А. Чанданпуркар, ведущий автор исследования и научный сотрудник ASU. «Ледники и глубокие подземные воды — это своего рода древние целевые фонды. Вместо того чтобы использовать их только в случае необходимости, например, при длительной засухе, мы принимаем их как должное. Кроме того, мы не пытаемся пополнять запасы подземных вод в дождливые годы и, таким образом, не приближаемся к неизбежному истощению запасов пресной воды.»
Переломный момент и усугубление континентального высыхания
Исследование выявило, что переломный момент, по-видимому, наступил в 2014-15 годах, в период, который считается периодом «мега-Эль-Ниньо». Экстремальные климатические явления начали усиливаться, и в ответ на это использование подземных вод увеличилось, а высыхание материков превысило темпы таяния ледников и ледникового покрова.
Кроме того, исследование выявило ранее не отмечавшуюся тенденцию, при которой после 2014 года засушливые регионы, расположенные в основном в южном полушарии, переместились в северное, и наоборот, во влажных регионах.
Одной из ключевых причин, способствующих высыханию континентов, является усиление экстремальных масштабов засухи в средних широтах северного полушария, например, в Европе. Кроме того, в Канаде и России за последнее десятилетие усилилось таяние снега, льда и вечной мерзлоты, и основным фактором является продолжающееся истощение запасов подземных вод во всем мире.
В предыдущем исследовании члены команды изучали запасы воды на суше на основе спутниковых данных за период с 2002 по 2016 год. В новом исследовании команда проанализировала данные за более чем 20 лет и обнаружила критическую тенденцию к высыханию континентов. Несколько региональных моделей высыхания и ранее выявленные локализованные «горячие точки», вызывающие потерю запасов воды на суше, теперь взаимосвязаны, образуя четыре мегарегиона высыхания континентального масштаба.
К ним относятся:
-
Юго-западная часть Северной Америки и Центральная Америка: этот регион включает в себя основные регионы-производители продовольствия на Юго-западе Америки, а также крупные города в пустыне, такие как Феникс, Тусон, Лас-Вегас, и крупные мегаполисы, такие как Лос-Анджелес и Мехико.
-
Аляска и Северная Канада: этот регион включает в себя таяние альпийских ледников на Аляске и в Британской Колумбии, таяние снега и вечной мерзлоты в высоких широтах Канады и высыхание в крупных сельскохозяйственных регионах, таких как Британская Колумбия и Саскачеван
-
Север России: в этом регионе в высоких широтах наблюдается значительное таяние снега и вечной мерзлоты
-
Ближний Восток-Северная Африка (MENA) Пан-Евразия: этот регион включает в себя крупные города в пустыне, включая Дубай, Касабланку, Каир, Багдад и Тегеран; основные регионы-производители продовольствия, включая Украину, северо-запад Индии и Северо-Китайскую равнину; сокращающиеся Каспийское и Аральское моря; и крупные города, такие как Барселона, Париж, Берлин, Дакка и Пекин.
Фактически, исследование показало, что с 2002 года только тропики продолжали становиться более влажными в среднем по широте, чего не предсказывали климатические модели МГЭИК (Межправительственной группы экспертов по изменению климата) — сложные компьютерные программы, используемые для прогнозирования будущих климатических сценариев. Непрерывные записи имеют решающее значение для понимания долгосрочных изменений в круговороте воды.
«Это исследование действительно показывает, насколько важно вести непрерывные наблюдения за такой переменной, как запасы воды на суше», — сказал Чанданпуркар. «Записи GRACE действительно достигают такой длины, что мы можем четко видеть долгосрочные тенденции, связанные с изменчивостью климата. Дополнительные наблюдения на месте и обмен данными будут способствовать дальнейшему разделению и информированию управления водными ресурсами».
Тревожный сигнал для всей планеты
Беспрецедентный масштаб высыхания континентов угрожает сельскому хозяйству и продовольственной безопасности, биологическому разнообразию, запасам пресной воды и глобальной стабильности. В текущем исследовании подчеркивается необходимость проведения масштабных исследований для информирования политиков и сообществ об обострении проблем с водоснабжением и возможностях для проведения значимых изменений.
«Это исследование имеет большое значение. Это ясно показывает, что нам срочно нужны новая политика и стратегии управления подземными водами в глобальном масштабе», — сказал Фамильетти, который также работает в Лаборатории глобального будущего Джулии Энн Ригли и бывший старший научный сотрудник по водным ресурсам в Лаборатории реактивного движения НАСА. «В то время как усилия по смягчению последствий изменения климата сталкиваются с трудностями, мы можем решить проблему высыхания континентов, внедрив новые стратегии, направленные на обеспечение устойчивости подземных вод на региональном и международном уровнях. В свою очередь, это замедлит темпы повышения уровня моря и поможет сохранить воду для будущих поколений».
Исследование призывает к немедленным действиям по замедлению и обращению вспять истощения подземных вод, защите оставшихся ресурсов пресной воды и адаптации к растущему риску нехватки воды и затопления прибрежных районов. Исследовательская группа продолжает утверждать, что стратегическое управление водными ресурсами, международное сотрудничество и устойчивая политика необходимы для сохранения водных ресурсов для будущих поколений и смягчения дальнейшего ущерба планетарным системам.
Исследование также послужит основой для предстоящего основного доклада Группы Всемирного банка, в котором будут более подробно рассмотрены эти выводы, включая гуманитарные и экономические последствия высыхания континентов, и представлены практические решения для стран по преодолению растущего кризиса с пресной водой.
Об исследовании
Выводы основаны на более чем 22-летних данных о запасах воды на суше, полученных с помощью американо-немецких спутников GRACE и GRACE-FO. В полном отчете подробно представлены научные анализы и региональные данные о тенденциях высыхания, которые оказались устойчивыми, несмотря на изменчивость климата.
В исследовательскую группу входят ученые из Университета штата Аризона; Хришикеш А. Чанданпуркар, Университет ФЛЕЙМ; Джон Т. Риджер и Дэвид Н. Визе, JPL; Каушик Гопалан и Йошихиде Вада, Университет науки и технологий имени короля Абдаллы; Кауру Какинума, Корейский институт передовых наук и технологий; и Фан Чжан, Всемирный банк.
Это исследование финансировалось Лабораторией глобального будущего Джули Энн Ригли при Университете штата Аризона, научной группой GRACE Follow-On и Всемирным банком по глобальному мониторингу водных ресурсов.